Місяць — досить незвичайний і загадковий об’єкт Сонячної системи, і те, як супутник Землі утворився, цікавить багатьох астрономів. Нещодавно вчені запропонували нову теорію, що пояснює, як супутник влаштувався на своєму місці. Гіпотеза допомагає по-новому поглянути на традиційну теорію «гігантського зіткнення», стверджують фахівці.
Природний супутник Землі є відносно великим об’єктом у порівнянні з планетою, навколо якої він обертається. Крім того, Місяць складається практично з таких же речовин, що і Земля, за винятком деяких летких сполук, які давно зникли.
Все це разюче відрізняє Селену від будь-якого іншого великого об’єкта в Сонячній системі, говорить провідний автор дослідження, професор планетарних наук Сара Стюарт (Sarah Stewart) з Каліфорнійського університету в Дейвісі. «Всі інші космічні тіла Сонячної системи мають зовсім різні хімічні склади», — зазначає вона.
Традиційна теорія формування Місяця виглядає так: в кінці утворення Сонячної системи настала фаза «гігантського зіткнення». У цей момент гарячі об’єкти розміром з планети зіткнулися один з одним. Якийсь об’єкт розміром з Марс зіткнувся з тілом, яке згодом стало Землею. В результаті велика частина речовини ударившегося об’єкта та частина речовини земної мантії були викинуті на навколоземну орбіту.
З цих уламків сформувалася прото-Місяць, а Земля в результаті удару отримала різкий приріст швидкості обертання (один оборот за п’ять годин) і помітний нахил осі обертання. Протягом довгого часу Місяць поступово віддалялася від Землі, і обертання сповільнилося до нинішнього стану — 24-годинного дня. На сьогодні подібна гіпотеза вважається основною.
Але все ж є кілька моментів, які класична теорія пояснити не може. Наприклад, подібність складу Місяця і Землі. Інша заковика полягає в тому, що якщо Місяць конденсувалася з диска того матеріалу, яке оберталося навколо екватора Землі, то вона повинна була бути на іншій орбіті — прямо над екватором. Між тим нинішня орбіта супутника нахилена на п’ять градусів від екватора. Це говорить про те, що якась велика енергія змогла перемістити її.
Тут і вступає в гру альтернативна версія формування Місяця. Так, у 2012 році професор Стюарт і її колеги запропонували ідею, що деяка частина кутового моменту або моменту імпульсу) системи Земля-Місяць могла бути передана системі Земля-Сонце. Це передбачає більш енергійне зіткнення на початку процесу.
Відповідно до нової моделі, висока енергія зіткнення залишила випаровується і розплавлений матеріал, з якого утворилися Земля і її супутник. З тієї причини, що зіткнення могло б бути більш енергійним, ніж у традиційній теорії, матеріали Землі та ударного елементу могли переміщатися. Так що і Земля, і Місяць конденсировались з однакового матеріалу і, отже, отримали схожий склад.
Як тільки кутовий момент був розтрачений за рахунок приливних сил, Місяць почала віддалятися від Землі до тих пір, поки не досягла точки «площині переходу Лапласа». Тут сила впливу Землі на Місяць стала менш значною, ніж гравітаційні сили Сонця. Саме тому деяка частина кутового моменту системи Земля-Місяць була передана в систему Земля-Сонце.
Такий «розподіл» не особливо вплинуло на орбіту Землі навколо Сонця, але «перевернуло» планету у вертикальне положення. Сьогодні моделі, створені планетологами, показують Місяць на орбіті Землі під значним нахилом до екватора.
Кілька десятків мільйонів років супутник продовжував повільно рухатися від Землі, поки не досяг другої точки переходу, в якій точка нахилу Місяця (кут між орбітою супутника і екватором Землі) знизилася до п’яти градусів. Такі параметри майже відповідають її сьогоднішньої орбіті.
Нова гіпотеза витончено пояснює орбіту Місяця і її склад, грунтуючись на одному гігантському сутичці на самому початку, зазначає Стюарт.
Дослідження опубліковане в науковому виданні Nature.
Додамо, що «Вести.Наука» повідомляє про найважливіші відкриття, пов’язаних із супутником Землі, в спеціальній рубриці. Зокрема, ми розповідали, що аналіз метеоритів допоміг визначити дату формування Місяця.
